隨著當(dāng)前社會人們經(jīng)濟(jì)生活水平不斷提高以及人口老齡化日益加劇,家庭服務(wù)機(jī)器人作為一種方便了人們工作和日常生活的有效智能工具,其運(yùn)用變得越來越廣泛。家庭服務(wù)機(jī)器人技術(shù)是國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域之一,由于家庭服務(wù)機(jī)器人具有非線性和時(shí)變等多種不確定性的特點(diǎn),另外人們對其性能有更高的智能化技術(shù)要求,因此家庭服務(wù)機(jī)器的控制機(jī)理變得越來越復(fù)雜,其系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型也越來越難以建立。為提高家庭服務(wù)機(jī)器人的控制精度,滿足其在運(yùn)動控制方面穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性的更高要求,本文對家庭服務(wù)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)中所采用的傳統(tǒng)PID閉環(huán)控制算法進(jìn)行研究,并針對該算法控制參數(shù)的固定不變性,以及運(yùn)動控制系統(tǒng)對上位機(jī)發(fā)送的控制指令在特定環(huán)境中,其響應(yīng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性差的問題,利用具有強(qiáng)大非線性映射能力和自學(xué)習(xí)能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),及其具有并行高效處理能力的現(xiàn)場可編程器件FPGA,設(shè)計(jì)了一種利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)傳統(tǒng)PID控制算法的優(yōu)化算法,并用FPGA實(shí)現(xiàn)基于該算法的機(jī)器人輪式結(jié)構(gòu)底盤運(yùn)動控制系統(tǒng)。本文在深入研究了全方位移動機(jī)器人運(yùn)動特性和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法原理的基礎(chǔ)上,用Simulink對所設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制算法進(jìn)行建模和仿真;接著利用...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 服務(wù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 家庭服務(wù)機(jī)器人總體系統(tǒng)介紹
    2.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.2 移動平臺控制系統(tǒng)
        2.2.1 驅(qū)動部件選擇
        2.2.2 傳感器部件選擇
    2.3 本章小結(jié)
第3章 全方位移動平臺控制系統(tǒng)理論分析
    3.1 全方位移動平臺的運(yùn)動學(xué)分析
    3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
        3.2.1 單神經(jīng)元模型
        3.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        3.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)規(guī)則
        3.2.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    3.3 移動平臺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法
        3.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID運(yùn)動控制算法
        3.3.2 運(yùn)動控制方案
    3.4 本章小結(jié)
第4章 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID閉環(huán)控制系統(tǒng)建模仿真
    4.1 simulink模型及S函數(shù)
        4.1.1 S函數(shù)編寫
        4.1.2 服務(wù)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)模型
    4.2 運(yùn)動控制系統(tǒng)MATLAB仿真分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 服務(wù)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)邏輯電路設(shè)計(jì)
    5.1 串口通信模塊
    5.2 編碼器信號采集模塊
    5.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法控制模塊
        5.3.1 前向運(yùn)算模塊
        5.3.2 誤差反向傳播和權(quán)值更新模塊
        5.3.3 控制模塊設(shè)計(jì)
        5.3.4 頂層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID閉環(huán)模塊測試仿真
    5.4 整體運(yùn)動控制系統(tǒng)頂層模塊設(shè)計(jì)及仿真
    5.5 實(shí)物實(shí)驗(yàn)分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3823931